7碎石桩复合地基承载力分析

（1）当选用碎石桩进行基础地基处理时，建议桩径为500mm，有效桩长不小于9.50米，桩端位于第③层粉质黏土内，且进入该层深度不小于2.00米。

面积置换率不小于0.32，经处理后的复合地基承载力特征值要求达到150KPa，固化剂宜选用等级为32.5级以上的普通硅酸盐水泥。

碎石桩复合地基应在基础和桩之间设置褥垫层，用以调整桩和土荷载的分担作用，减小桩土应力比，充分发挥桩间土的作用，减少基础底面的应力集中。

褥垫层厚度应在碎石桩顶部铺设30～50cm的压实砂石垫层。

桩体材料可选用碎石、卵石、角砾、园砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑等硬质材料，含泥量不应大于5%，最大粒径不宜大于50mm。

碎石桩的填料量应通过现场试验确定。

碎石桩施工前应根据设计进行工艺性试桩，复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷和单桩载荷试验确定。

（2）当选用水泥粉煤灰碎石桩进行基础地基处理时，建议桩径为600mm，桩端位于第③层粉质黏土内，且进入该层深度不小于2.00米。

面积置换率不小于0.22，经处理后的复合地基承载力特征值要求达到150KPa，固化剂宜选用等级为32.5级以上的普通硅酸盐水泥。

水泥粉煤灰碎石桩复合地基应在基础和桩之间设置褥垫层，用以调整桩和土荷载的分担作用，减小桩土应力比，充分发挥桩间土的作用，减少基础底面的应力集中。

褥垫层厚度应在碎石桩顶部铺设30～50cm的压实砂石垫层。

桩体材料可选用碎石、卵石、角砾、园砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑等硬质材料，含泥量不应大于5%，最大粒径不宜大于50mm。

碎石桩的填料量应通过现场试验确定。

水泥粉煤灰碎石桩施工前应根据设计进行工艺性试桩，复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷和单桩载荷试验确定。

碎石桩孔位宜采用等边三角形或正方形布置。

建议碎石桩直径采用600mm，可根据地基土质情况和成桩设备等因素确定。

碎石桩的间距应通过现场试验确定，对粉土和砂土地基，不宜大于碎石桩直径的4.5倍。

水泥粉煤灰碎石桩(CFG 桩)复合地基设计一. 建筑条件某七层框架结构建筑物，采用钢筋混凝土独立基础，基础埋深 2.0d m =，基底面积4.2 3.6m m ⨯，基底平均压力350k p KPa =。

二. 土质条件三. 设计计算1.确定复合地基承载力特征值spk f 基础底面以上土的加权平均重度318.6 1.4418.90.5618.7/2.0m KN m γ⨯+⨯==，基础埋深承载力修正系数=d η 1.0,根据(0.5)359sp spk d m k f f d p KPa ηγ=+-≥=得(0.5)350 1.018.7(2.00.5)321.95spk k d m f p d KPa ηγ≥--=-⨯⨯-=， 取330spk f kPa =。

2.确定桩径d 、桩长l ，褥垫层厚度'd取褥垫层厚度300mm,桩径450d mm =，桩长13.9m,桩端第⑥层土900mm. 3.确定单桩承载力特征值a R(1)根据桩身强度,按a cu R f Ap η=确定设桩身强度10cu f MPa =,查表，CFG 桩桩身强度折减系数0.33η=， 则20.3310000 3.140.225524.6/a cu R f Ap KN η==⨯⨯⨯=根。

（2）根据桩端、桩侧摩阻力计算,由公式1na a p p si i p p i R R R u q l q A α==+=+∑确定I.确定总桩侧阻力值Rs土层③：粘土 查表取25s q KPa = 土层④：粉土 查表取27s q KPa = 土层⑤：粉质粘土 查表取25s q KPa = 土层⑥：粉质粘土 查表取25s q KPa =12 3.140.225(25 3.727 5.425 4.0250.9)509.8ns p si i i R u q l KN===⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯+⨯=∑II.确定总桩端阻力值p R桩端为第⑥层粉砂,查表取900p q KPa =23.140.225900143.1p p p R A q KN ==⨯⨯= 所以509.8143.1652.9a s p R R R KN =+=+= III.确定a R综合可按524.6a R KN =进行设计。

第8章桩体复合地基技术8-1 复合地基的特性和设计计算8.1.1复合地基的概念及分类1、复合地基的概念地基处理方法很多，如排水固结法、挤密法、置换拌入法、灌浆法、加筋法及冷热处理法等，分类也是多种多样。

从改善地基土性及承载特性来看，经过处理的人工地基分为三类：（1）均质地基：是指天然地基在人工处理过程中加固区土体性质得到全面改善，加固土的物理力学性质基本相同。

采用排水固结法形成的人工地基，加固区各点孔隙比减小、抗剪强度提高、压缩性减小。

均质人工地基承载力和变形的计算与均质天然地基的计算方法相同。

（2）多层地基：在多层地基中，最简单也最常遇到的是双层地基。

①天然双层地基：如均质软粘土地基和硬壳层组成的双层地基等。

②人工双层地基：是由人工处理后的复合加固区与下卧层两层土性相差较大的土体组成。

采用表层压实法或垫层法处理形成的人工地基一般属于双层地基。

（3）复合地基：是指天然地基在处理过程中部分土体得到增强、或被置换、或在天然地基中设置加筋材料，形成由两种模量不同的材料（天然地基土体和增强体）组成的人工地基，在相对刚性基础下协调变形，并通过地基土与增强体共同作用，提高地基承载力，减少建（构）筑物沉降，以满足建（构）筑物对地基的要求。

2、复合地基的特点从复合地基的受力特性来看，至少有两种以上的不同材料来共同承担荷载。

所谓材料的不同主要是指其力学性质不同，如密度、强度、变形模量、泊松比等。

宏观上看复合地基均是两相，由两种材料复合而成：①将天然地基土体视作是一种均质各向同性材料，而忽略其本身的成层、非均质等因素；②对于嵌于土中的各种材料，也不考虑它们是否由多种材料复合而成，而简单看成一种均质的各向同性材料。

由于加固土的力学性质明显优于地基土本身，故而称这些材料为增强体。

复合地基犹似钢筋混凝土，其中的增强体有如混凝土中的钢筋，其实质是增强体和地基土共同作用，因此，复合地基有两个基本特点：①复合地基是由基体和增强体两部分组成的，是非均质的和各向异性的；②在荷载作用下，增强体和基体共同作用、承担上部荷载。

KMUST主讲人：刘海明博士(preferred)Email： hmliu@ T e l:138******** l 138********第七章水泥粉煤灰碎石桩法水泥粉煤灰碎石桩法主要内容§ 7.1 § 7.2 72 § 7.3 § 7.4 概述 加固原理 CFG桩复合地基的工程特性 CFG桩复合地基的设计计算§ 7.5 CFG桩复合地基的施工 § 7.6 7 6 工程实例概述水泥粉煤灰碎石桩又称为CFG桩（ Cement Flyash Gravel Pile），是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂 等混合料加水拌和而成的高粘结强度桩，桩体和桩间 土、褥垫层 起组成水泥粉煤灰碎石桩复合地基。

土、褥垫层一起组成水泥粉煤灰碎石桩复合地基。

我国从20世纪70年代起就开始利用碎石桩加固地 基，在砂土和粉土中消除地基液化和提高地基承载力。

后来 渐把碎石桩的应用范围扩大 用到塑性指数较 后来逐渐把碎石桩的应用范围扩大，用到塑性指数较 大、挤密效果不明显的粘性土中，以期提高地基的承 载力 载力。

概述但大量的工程实践表明对这类土采用碎石桩加固， 但大量的工程实践表明对这类土采用碎石桩加固 承载力提高幅度不大，原因在于：碎石桩属于散体材 料桩，本身没有粘结强度，主要依靠周围土体的约束 来抵抗基础传来的荷载 土体越软 对桩的约束作用 来抵抗基础传来的荷载。

土体越软，对桩的约束作用 越差，桩传递竖向荷载的能力越弱。

CFG桩是针对碎石桩承载特性的上述不足加以改 进继而发展起来的。

概述其机理在于：在碎石桩中掺加适量的石屑、粉煤 其机理在于 在碎石桩中掺加适量的石屑 粉煤 灰和水泥，加水拌和形成一种粘结强度较高的桩体， 使之具有刚性桩的某些性状；一般情况下不仅可以全 桩长发挥桩的侧阻作用 当桩落在好土层时也能很好 桩长发挥桩的侧阻作用，当桩落在好土层时也能很好 地发挥端阻作用，表现出很强的刚性桩性状，复合地 基的承载力得到较大提高。

1碎石桩复合地基加固机理振冲碎石桩法是指采用振冲器成孔后，填充碎石、卵石或矿渣等硬质材料并振动密实形成桩体的一种地基加固方法。

其加固机理以置换作用为主，即利用机械设备将原软弱土竖向置换成强度较高的硬质材料。

由于碎石桩体较桩周土强度高、模量大，在刚性基础作用下，复合地基应力按模量的大小进行重新分配，在桩上形成应力集中。

作用二是挤密效应，即桩周土在施工过程中由于施工机械的挤振产生位移，提高原软弱土密度，减小空隙比从而提高原状土的强度。

作用三是排水减压，由于碎石桩桩体的碎石之间存在大空隙，成为良好的排水通道，原地基土排水通道长度缩短、数量增加，从而加速了原软弱地基土的固结，提高了复合地基承载力。

作用四是垫层作用，由于碎石桩复合地基加固区的存在，建筑物的附加应力得到扩散，从而减少了下卧层的沉降。

2碎石桩复合地基沉降计算分析由于该重力式沉箱码头下地基压缩层深厚，地基在附加应力和自重应力作用下被压缩，由此产生了建筑物的沉降。

目前，实际工程中碎石桩复合地基沉降计算主要分成复合地基加固区沉降S1和下卧层沉降S2两部分计算，则复合地基沉降量S=S1+S2碎石桩复合地基加固区土层沉降计算方法较多，目前国内外一般采用复合模量法、应力修正法和桩身压缩量法来计算。

2.1复合模量法复合模量法是将加固区增强体和基体两部分视为均匀材料的整体，采用复合模量来评价复合土体的压缩性，并采用分层总和法计算加固区沉降。

E sp=[1+m（n-1）]E s式中E sp———复合模量；E s———桩间土压缩模量；m———面积置换率，m=d2/d e2其中d为桩身平均直径，d e为一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径；n———桩土应力比。

2.2应力修正法由于碎石桩的存在，作用在桩间土上的荷载密度比作用在复合地基上的平均荷载密度小，采用应力修正法计算沉降时，忽略碎石桩的存在而只考虑桩间土的荷载作用，桩间土荷载作用大小根据碎石桩和桩间土的压缩模量大小进行分配。

检测报告工程名称: xx道路工程委托单位:xx公司检测项目:复合地基承载力（复合地基载荷试验）签发日期:2019年 xx 月 xx 日xx公司xx道路工程复合地基载荷试验检测报告（报告编号：）检测参加：报告编写：报告审核：报告批准：目录一、项目概况 (1)二、工程地质概况 (1)三、检测技术与方法原理 (2)四、试验检测结果分析 (5)五、检测结论 (9)六、附录 (10)xx道路工程复合地基载荷试验检测报告一、项目概况xx按城市道路支路、设计车速V＝20km/h标准设计。

根据地质勘探报告结合粉喷桩处理要求全段道路采用粉喷桩处理，进去持力层0.5米，桩径0.5m,桩间距1.3m，正三角型布置。

平均桩长8.0米，平均处理宽度13米。

xx有限公司受xx公司的委托，对该工程3根水泥搅拌桩及桩周地基土进行了复合地基载荷试验。

工程概况见表1-1。

表1-1 工程概况二、工程地质概况（1）场地地层根据野外钻孔揭露、原位测试及室内土工试验等资料，综合分析该场地在钻探所达深度范围内的地层分布情况，现将地层分为3层，自上而下分别叙述如下：①素杂填土（Q4ml）：普遍分布，黄褐色，松散状，该层层厚2.70～4.80米，层底标高6.70～9.27米，填土成分以粉质粘土混少量建筑垃圾为主，回填时间超过5年，湿～饱和，松散～稍密，可～软塑状，属高压缩性土，为中液限粘质土。

②层淤泥质粉质粘土（Q4al+pl）：普遍分布，该层为长江牛軛湖淤积的新近沉积土，该层层厚1.00～4.80米，层底标高2.20～9.50米，呈灰黑色，饱和，软塑状，局部流塑状，含有机质、少量贝状物。

无摇震反应，稍有光泽，干强度低中等，韧性低。

其标准贯入击数N为2.0～3.0击/30cm（实测值）。

属高压缩性土，为中液限粘质土。

③层粉质粘土：普遍分布，呈灰黑~暗棕色，湿，可~硬塑状，摇震反应无，切面稍有光泽，干强度较高，韧性中等。

其标准贯入击数N为10～14击/30cm（实测值）。

（1）复合地基载荷试验的一般要求1）一般情况下应加载至复合地基或桩体（竖向增强体）出现破坏或达到终止加载条件，也可按设计要求的最大加载量加载。

最大加载量不应小于复合地基或单桩（竖向增强体）承载力设计值的 2 倍。

2）承压板边缘（或试桩）与基准桩之间的距离, 以及承压板（或试桩）与基准桩、压重平台支墩之间的距离均不得小于2m,基准梁应有足够的刚度，基准桩打入地面的深度不应小于1m。

3）加荷装置宜采用压重平台装置, 量测仪器应有遮挡设备, 严禁日光直射基准梁。

每个单体建筑在同一设计参数和施工条件下的测试数量不宜少于 3 组, 并不小于总桩数的0.5%〜1%;试验间歇时间不应少于28d;所有荷载传感器和位移传感器、加荷计量装置均应每年送国家法定计量单位进行率定, 并出具合格证。

（2）复合地基载荷试验要点。

复合地基载荷试验要点如下:1）本试验要点适用于单桩复合地基载荷试验和多桩复合地基载荷试验。

2）复合地基载荷试验用于测定承压板下应力主要影响范围内复合地基的承载力和变形参数。

复合地基载荷试验应采用方形（矩形）或圆形的刚性承压板, 其压板面积应按实际桩数所承担的处理面积确定, 通常取一根桩或多根桩所承担的处理面积, 其计算方法见复合地基参数计算。

承压板的中心位置应与一根桩或多根桩所承担的处理面积的中心位置（形心）保持一致, 并与荷载作用点重合。

当同一工程的面积置换率为多种时, 对于重要工程, 应分别对几种置换率取有代表性的位置进行检测, 对于一般工程可选择面积置换率相对较低, 作用荷载相对较大的位置进行测试。

3）承压板底面高程应与基础底面设计高程相同。

试验标高处的试坑长度和宽度, 应不小于载荷板相应尺寸的 3 倍。

基准梁支点应设在试坑之外。

载荷板底面下宜铺设中、粗砂或砂石、碎石垫层,垫层厚度取50〜150mm桩身强度高时宜取大值。

承压板安装前后都应保持试验土层的原状结构和天然湿度, 应防止试验基坑开挖后受雨水浸泡或对压板下试验土层的扰动, 必要时压板周围基土复盖30cnm勺保护土层。

概述振冲碎石桩检测方法振冲碎石桩因其加固期短、施工简单、费用低而广泛应用于软土区地基处理工程中。

然而由于施工的不规范往往出现各种质量隐患，据调查统计全国各地各种土建工程事故中，以地基问题引起的最多。

因此，利用各种检测手段来控制施工质量就显得尤为重要。

本文对振冲碎石桩检测技术及检测方法进行了探讨。

标签：振冲；碎石桩；检测；方法1 振冲碎石桩施工技术概述通过振冲碎石桩加固软土地基，称为碎石桩一软土复合地基，能显著地增强其抗震性能，减小沉降量，增强地基稳定性，提高其承载力，是一种合理且比较经济可靠的软土地基补强技术，碎石桩和桩之间软土形成一个承载力高、压缩小的共同体，经过碎石桩处理的地段沉降量小、固结期短，对缩短工期也十分有利，承载力大幅提高，振冲碎石桩是高填方软土地基及桥梁结构物两侧软基处理的理想方法。

振冲碎石桩施工技术适宜治理地基强度80kPa以上的不排水的黏性土软土地基，也广泛用于加固砂土地基。

目前，对于含水率达80%的淤泥质地基，加固深度可达21m，加固桩直径可达l～2m。

2 振冲碎石桩常规检测手段2.1 动力触探检测该法本身相当直观，通过从地表到一定深度范围的动探曲线，能判断出振冲碎石桩体的密实程度。

然而，由于桩体阻力的滞后效应，对密实部位的判断有一定的误差；由于杆长和阻力的作用，离地表越远，其密实度指标需要修正。

另外，对于数据的处理方法只是简单的利用统计方法辅以经验公式来评价地基效果是比较草率的，主要表现在选取的试验点数量过少，所测成果的离散性大。

没有反映场地的不均匀性，所以对整个场地也就不能客观评价其变形稳定性问题。

对采集的数据采用概率和统计结合的方法评价地基土，，可直观得出该地基的效果及其可靠度，比规范中单纯用统计方法来评价更有效。

2.2 复合地基静载荷试验振冲碎石桩复合地基承载力检测采用静荷载试验来确定复合地基承载力特征值，根据检测数据综合分析判断地基质量是否满足设计要求。

《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）第7.4.4条规定，地基竣工验收时，承载力检验应采用复合地基载荷试验。